JP5128793B2 - Double-side polishing apparatus and double-side polishing method - Google Patents
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Description
本発明は、シリコンウエーハ等のワークを研磨する両面研磨装置および両面研磨方法に関する。 The present invention relates to a double-side polishing apparatus and a double-side polishing method for polishing a workpiece such as a silicon wafer.
キャリアの透孔内に保持されたウェーハを上下定盤で挟み、上下定盤を回転させるとともに、下定盤の研磨面にスラリーを供給することによって、ワークの両面を機械的、化学的に研磨する両面研磨装置が知られている(特許文献1)。
図6は、この種の両面研磨装置であり、上面が研磨面とされた下定盤10と、下定盤の上方に上下動自在に支持装置(シリンダ装置)12により支持され、下面が研磨面とされた上定盤14を具備する。上下定盤10、14は駆動装置により軸線を中心として互いに反対方向に回転される。
The wafer held in the through hole of the carrier is sandwiched between the upper and lower surface plates, the upper and lower surface plates are rotated, and the slurry is supplied to the polishing surface of the lower surface plate to mechanically and chemically polish both surfaces of the workpiece. A double-side polishing apparatus is known (Patent Document 1).
FIG. 6 shows a double-side polishing apparatus of this type, which is supported by a
下定盤10と上定盤14との間に、ワークを保持する透孔を有するキャリアが配置される。キャリアは図示しないサンギアとインターナルギアとにより、自転、かつ公転するように回転駆動される。上定盤14上には、スラリー供給源16からスラリーが供給されるリング状の樋18が配置されている。このリング状樋18と上定盤とに設けられた流下孔を供給パイプ20で連絡し、この供給パイプ20を通じてスラリーが下定盤10上に供給されるようになっている。
上記のようにスラリーを下定盤10の研磨面に供給することによって、ワークは機械的、化学的に研磨される。したがって、スラリーは下定盤10上に均一に供給されることが好ましい。従来においては、上定盤14に形成されるスラリーの流下孔22は、放射線上に位置するように設けられている。
内周側に設けられた流下孔22から下定盤10上に供給されたスラリーは、下定盤10の回転による遠心力により、下定盤10の外周側に移動する。流下孔22は下定盤10の外周側に疎となっているが、内周側からスラリーが移動するので、これによりスラリーは比較的均一に下定盤10上に供給されることになる。
By supplying the slurry to the polishing surface of the
The slurry supplied onto the
しかしながら、上記従来の両面研磨装置では、スラリーの供給量をコントロールすることまではできない。すなわち、図6のように、各供給パイプ20はその長さにばらつきがあり、長い供給パイプ20の場合には管路抵抗が大きく、また中途部が垂れ下がるなどすることによってスラリー溜りが生じやすく、スラリーのスムーズな供給が行えない。一方、短い供給パイプ20の場合には、管路抵抗が小さく、またスラリー溜りも生じにくいので、スラリーは流下しやすくなる。このように、供給パイプ20ごとに条件が異なるので、スラリーの供給量のコントロールは困難である。
However, the conventional double-side polishing apparatus cannot control the supply amount of slurry. That is, as shown in FIG. 6, the length of each
なお、各供給パイプ20に電磁弁を設けて、各供給パイプ20ごとに供給量をコントロールするようにすることが考えられるが、制御が厄介であり、またコスト高となる課題がある。
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、下定盤へのスラリーの供給量を簡易な機構でコントロールすることが可能な両面研磨装置および両面研磨方法を提供するにある。
Although it is conceivable that an electromagnetic valve is provided in each
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its object is to provide a double-side polishing apparatus and a double-side polishing method capable of controlling the amount of slurry supplied to the lower surface plate with a simple mechanism. To provide.
本発明に係る両面研磨装置は、上面が研磨面とされた下定盤と、該下定盤の上方に上下動自在に支持され、下面が研磨面とされた上定盤と、該下定盤と上定盤との間に配置され、ワークを保持する透孔を有するキャリアと、前記上下定盤を軸線を中心として回転駆動する駆動装置と、前記キャリアを回転駆動するキャリア駆動装置と、スラリー供給源と、前記上定盤上に配置され、前記スラリー供給源からスラリーが供給されるリング状の樋と、該リング状樋と前記上定盤とに設けられた複数の流下孔を連絡し、該流下孔を通じてスラリーを前記下定盤の研磨面上に流下させる供給パイプとを具備し、スラリーを前記下定盤上に供給しつつ、上下定盤を回転させ、かつキャリアを回転させることにより、上下定盤間に挟まれたワークの両面を研磨する両面研磨装置において、前記リング状樋から、前記供給パイプを通じて、前記下定盤の同心状の研磨ゾーンの対応する各研磨ゾーンにスラリーを供給すべく、前記リング状樋が、前記上定盤上に同心状に複数個配置され、前記複数のリング状樋の各リング状樋に、異なるスラリー供給源からそれぞれスラリーを供給すべく、前記リング状樋と同数の複数の前記スラリー供給源が設けられ、前記リング状樋から、前記供給パイプを通じて、前記下定盤の同心状の研磨ゾーンの対応する各研磨ゾーンにスラリーを供給する際、前記複数のスラリー供給源のうちの少なくとも1つのスラリー供給源におけるスラリーの温度を調節して前記各研磨ゾーンにおけるワークの研磨速度の均一化を図る温度調節部が設けられていることを特徴とする。
また、前記スラリー供給源から、前記複数のリング状樋に供給するスラリー量を調整する流量調整弁が設けられていることを特徴とする。
The double-side polishing apparatus according to the present invention includes a lower surface plate having an upper surface as a polishing surface, an upper surface plate supported above and below the lower surface plate, and having a lower surface as a polishing surface, and the lower surface plate and the upper surface plate. A carrier disposed between the surface plate and having a through hole for holding a workpiece; a drive device that rotationally drives the upper and lower surface plates around an axis; a carrier drive device that rotationally drives the carrier; and a slurry supply source And a ring-shaped ridge disposed on the upper surface plate and supplied with slurry from the slurry supply source, and a plurality of flow holes provided in the ring-shaped ridge and the upper surface plate, A supply pipe that causes the slurry to flow down onto the polishing surface of the lower surface plate through the flow hole, and rotates the upper and lower surface plates while rotating the carrier while rotating the upper and lower surface plates while supplying the slurry onto the lower surface plate. Both sides of the work sandwiched between the boards In the double-side polishing apparatus for polishing, in order to supply slurry from the ring-shaped scissors through the supply pipe to each corresponding polishing zone of the concentric polishing zone of the lower surface plate, the ring-shaped scissors are provided on the upper surface plate A plurality of slurry supply sources equal to the number of the ring-shaped scissors are provided in order to supply slurry from different slurry supply sources to each of the plurality of ring-shaped scissors. When supplying slurry from the ring-shaped trough to each polishing zone corresponding to the concentric polishing zone of the lower surface plate through the supply pipe, at least one slurry supply source of the plurality of slurry supply sources wherein the temperature adjusting unit made uniform polishing rate of the workpiece in each of the polishing zone by adjusting the temperature of the slurry is provided in
In addition, a flow rate adjusting valve is provided for adjusting the amount of slurry supplied from the slurry supply source to the plurality of ring-shaped bowls.
また本発明に係る両面研磨方法は、上面が研磨面とされた下定盤と、該下定盤の上方に上下動自在に支持され、下面が研磨面とされた上定盤と、該下定盤と上定盤との間に配置され、ワークを保持する透孔を有するキャリアと、前記上下定盤を軸線を中心として回転駆動する駆動装置と、前記キャリアを回転駆動するキャリア駆動装置と、スラリー供給源と、前記上定盤上に配置され、前記スラリー供給源からスラリーが供給されるリング状の樋と、該リング状樋と前記上定盤とに設けられた複数の流下孔を連絡し、該流下孔を通じてスラリーを前記下定盤の研磨面上に流下させる供給パイプとを具備し、スラリーを前記下定盤上に供給しつつ、上下定盤を回転させ、かつキャリアを回転させることにより、上下定盤間に挟まれたワークの両面を研磨する両面研磨装置であって、前記リング状樋から、前記供給パイプを通じて、前記下定盤の同心状の研磨ゾーンの対応する各研磨ゾーンにスラリーを供給すべく、前記リング状樋が、前記上定盤上に同心状に複数個配置され、前記複数のリング状樋の各リング状樋に、異なるスラリー供給源からそれぞれスラリーを供給すべく、前記リング状樋と同数の複数の前記スラリー供給源が設けられ、前記複数のスラリー供給源のうちの少なくとも1つのスラリー供給源におけるスラリーの温度を調節する温度調節部が設けられた両面研磨装置を用い、前記温度調節部によりスラリーの温度を調節すると共に、前記リング状樋から、前記供給パイプを通じて、前記下定盤の同心状の研磨ゾーンの対応する各研磨ゾーンにスラリーを供給して、前記各研磨ゾーンにおけるワークの研磨速度の均一化を図ることを特徴とする。 The double-side polishing method according to the present invention includes a lower surface plate whose upper surface is a polished surface, an upper surface plate whose upper surface is supported above and below the lower surface plate and whose lower surface is a polished surface, and the lower surface plate, A carrier disposed between the upper surface plate and having a through hole for holding a work, a driving device for rotating the upper and lower surface plate around an axis, a carrier driving device for rotating the carrier, and slurry supply A ring-shaped ridge disposed on the upper platen and supplied with slurry from the slurry supply source, and a plurality of flow holes provided in the ring-shaped ridge and the upper platen, A supply pipe that causes the slurry to flow down onto the polishing surface of the lower surface plate through the flow hole, and rotates the upper and lower surface plates while rotating the carrier while rotating the upper and lower surface plates while supplying the slurry onto the lower surface plate. Both workpieces sandwiched between surface plates A double-side polishing apparatus for polishing the ring-shaped scissors to supply slurry from the ring-shaped scissors to the corresponding polishing zones of the concentric polishing zone of the lower surface plate through the supply pipe. A plurality of the slurry supply units arranged in a concentric manner on the upper platen, and the same number of the slurry supply units as the ring-shaped reeds , so that the slurry is supplied to each of the ring reeds from the different slurry supply sources And a double-side polishing apparatus provided with a temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the slurry in at least one of the plurality of slurry supply sources. The temperature adjusting unit adjusts the temperature of the slurry. And supplying slurry from the ring-shaped trough to each polishing zone corresponding to the concentric polishing zone of the lower surface plate through the supply pipe, Serial, characterized in that achieve uniform polishing rate of the workpiece in each grinding zone.
本発明に係る両面研磨装置および両面研磨方法によれば、リング状樋を、上定盤上に同心状に複数個配置し、該複数の同心状のリング状樋の各リング状樋から、前記供給パイプを通じて、前記下定盤の同心状の研磨ゾーンの対応する各研磨ゾーンにスラリーを供給するようにしたから、供給パイプを短く、かつ長さのばらつきも小さなものとすることができ、管路抵抗が小さく、またスラリー溜りも生じにくいので、スラリーの供給量のコントロールを行いやすくなる。またスラリーの温度を調整することによって、各研磨ゾーンにおける研磨速度の均一化が行える。 According to the double- side polishing apparatus and the double-side polishing method according to the present invention, a plurality of ring-shaped ridges are arranged concentrically on the upper surface plate, and each of the ring-shaped ridges of the plurality of concentric ring-shaped ridges, Since the slurry is supplied to each polishing zone corresponding to the concentric polishing zone of the lower surface plate through the supply pipe, the supply pipe can be shortened and the variation in length can be reduced. Since the resistance is small and the slurry does not easily accumulate, it becomes easy to control the supply amount of the slurry. Further, by adjusting the temperature of the slurry, the polishing rate in each polishing zone can be made uniform.
以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は両面研磨装置30の正面説明図である。両面研磨装置30の基本的な構造は公知のものを採用しうるので、以下簡単に説明する。
両面研磨装置30は、上面が研磨面とされた下定盤32と、下定盤32の上方に上下動自在に支持され、下面が研磨面とされた上定盤36を具備する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an explanatory front view of the double-
The double-
上下定盤32、36は駆動装置により軸線を中心として互いに反対方向に回転される。すなわち、上定盤36は、基台38に配設された駆動装置40によって、軸線を中心に回転自在、かつ上下動自在に設けられている。駆動装置40は、上下動機構として例えばシリンダ装置(図示せず)を有し、また回転機構としてモータ(図示せず)を有している。
42は下定盤32を回転駆動するモータである。
The upper and
下定盤32と上定盤36との間に、ワークを保持する透孔を有するキャリア44が配置される。キャリア44は、下定盤32の中心孔に配置されたサンギア(内側ピン歯車)46とインターナルギア(外側ピン歯車)48とにより、自転、かつ公転するように回転駆動される(図2)。サンギア46、インターナルギア48も公知の機構により回転される。
A
上定盤36上には、複数本の支持ロッド50を介して上定盤36に取付けられ、上定盤36とともに回転する回転円板52が配設されている。
回転円板52上には、複数(図示の場合2個)のリング状樋54、56が同心状に固定されている。
リング状樋54、56の底面には、スラリーの流下孔60が設けられている。
A rotating
On the rotating
Slurry flow-down
リング状樋54、56には、配管62を介してスラリー供給源64からスラリーが供給される。配管62中には流量調整弁66が配設されている。
配管62から、まず、アーム68上に立設された受けパイプ70、70内にスラリーが供給される。この受けパイプ70、70からは図示しない分配チューブを介して、図3に示されるように、放射状に配設された4本の支持アーム72に設けた流下口73、74から、スラリーがそれぞれリング状樋54、56に流下される。
これらアーム68、支持アーム72は、図示しない支持部により基台38に支持されている。
Slurry is supplied to the ring-
First, slurry is supplied from the
The
図4に示すように、上定盤36には、放射状にスラリーの流下孔76が形成され、この上定盤36の流下孔76と、リング状樋54、56に設けられた流下孔60とが供給パイプ78により連絡されている。この供給パイプ78を通じて、下定盤32の研磨面上にスラリーが供給される。
As shown in FIG. 4, the
そして、同心状のリング状樋のうち、内側のリング状樋54からは、上定盤36に設けた流下孔76のうち、内周側の3つの流下孔76にスラリーを供給するようにして、下定盤32の研磨面の内周側のゾーンにスラリーを供給するようにする。
外側のリング状樋56からは、上定盤36に設けた流下孔76のうち、外周側の3つの流下孔76にスラリーを供給するようにして、下定盤32の研磨面の外周側のゾーンにスラリーを供給するようにする。
下定盤32から流下したスラリーは回収樋80、戻しパイプ82によりスラリー供給源64に戻され、循環して用いられる。
Of the concentric ring-shaped ridges, slurry is supplied from the inner ring-
From the outer ring-
The slurry flowing down from the
本実施の形態は上記のように形成されている。
したがって、スラリーを供給パイプ78を通じて下定盤32上に供給しつつ、上下定盤32、36を回転させ、かつキャリア44を回転させることにより、上下定盤32、36間に挟まれたワークの両面を研磨することができる。
The present embodiment is formed as described above.
Therefore, both surfaces of the workpiece sandwiched between the upper and
その際、下定盤32の内周側ゾーンには、内側のリング状樋54から供給パイプ78を通じてスラリーが供給され、外周側ゾーンには、外側のリング状樋56から供給パイプ78を通じてスラリーを供給される。これにより、従来のように、1つのリング状樋から供給パイプを通じてスラリーを供給するのに比して、供給パイプを短く、かつ長さのばらつきも小さなものとすることができ、管路抵抗が小さく、またスラリー溜りも生じにくいので、スラリーの供給量のコントロールを行いやすくなる。
すなわち、各供給パイプ78にほぼ均一な量のスラリーを供給することができ、流量調整弁66で流量を調整することによって、流量のコントロールがし易いくなるのである。
At that time, slurry is supplied from the inner ring-shaped
That is, a substantially uniform amount of slurry can be supplied to each
なお、上記実施の形態では2つのリング状樋を設けたが、3つ以上の複数のリング状樋を同心状に配設するようにしてもよい。
この場合、下定盤32の、リング状樋と同数の複数の同心状ゾーンに、対応するリング状樋から供給パイプを通じてスラリーを供給するのである。
また、上記実施の形態では流下孔76を内周側ゾーンに3つ、外周側ゾーンに3つそれぞれ設けたが、これに限定されないことはもちろんである。
In the above embodiment, two ring-shaped ridges are provided, but three or more ring-shaped ridges may be arranged concentrically.
In this case, the slurry is supplied from the corresponding ring-shaped ridges to the plurality of concentric zones as many as the ring-shaped ridges of the
In the above embodiment, three flow down holes 76 are provided in the inner circumferential zone and three in the outer circumferential zone, but it is needless to say that the present invention is not limited to this.
図5は他の実施の形態を示す説明図である。
本実施の形態では、リング状樋の数と同数のスラリー供給源(図示の例では2個)65、67を設け、スラリー供給源65から配管59を通じてリング状樋54にスラリーを供給し、スラリー供給源67から配管61を通じてリング状樋56にスラリーを供給するようにしている。また、各配管59、61中のそれぞれ流量調整弁55、57を設けている。
本実施の形態によれば、各流量調整弁55、57によって、各リング状樋54、56に個別にスラリーの供給量を調整して供給できるので、下定盤32の各ゾーンへのスラリーの供給量のコントロールをより容易に行える。
FIG. 5 is an explanatory view showing another embodiment.
In the present embodiment, the same number of slurry supply sources (two in the illustrated example) 65 and 67 as the number of ring-shaped ridges are provided, and the slurry is supplied from the
According to the present embodiment, the supply amount of slurry can be individually adjusted and supplied to each of the ring-shaped
また、複数のスラリー供給源65、67のうちの少なくとも1つのスラリー供給源に、スラリーの温度を調節する温度調節部(図示せず)を設けるようにすると好適である。
ワークの研磨により、スラリーの温度が上昇する傾向にある。スラリーの温度が上昇すると、機械的、化学的研磨による研磨速度が上昇し、各ゾーンにおける研磨速度にばらつきが生じる可能性がある。本実施の形態では、スラリーの温度を調整することによって、各研磨ゾーンにおける研磨速度の均一化が行える。
In addition, it is preferable that a temperature adjusting unit (not shown) for adjusting the temperature of the slurry is provided in at least one slurry supply source among the plurality of
Due to the polishing of the workpiece, the temperature of the slurry tends to increase. When the temperature of the slurry rises, the polishing rate by mechanical and chemical polishing increases, and the polishing rate in each zone may vary. In this embodiment, the polishing rate in each polishing zone can be made uniform by adjusting the temperature of the slurry.
なお、上記実施の形態では、キャリア44は、サンギア46、インターナルギア48により、自転かつ公転するようにしたが、キャリアをキャリアホルダー(図示せず)に連結し、このキャリアホルダーを介してキャリアを、クランク機構等の旋回駆動装置により、自転しない旋回運動をさせるようにしてもよい。
In the above embodiment, the
30 両面研磨装置
32 下定盤
36 上定盤
38 基台
40 駆動装置
42 モータ
44 キャリア
46 サンギア
48 インターナルギア
52 回転円板
54 リング状樋
55 流量調整弁
56 リング状樋
57 流量調整弁
59 配管
60 流下孔
61 配管
62 配管
64 スラリー供給源
66 流量調整弁
76 流下孔
78 供給パイプ
30 Double-
Claims (4)
前記リング状樋から、前記供給パイプを通じて、前記下定盤の同心状の研磨ゾーンの対応する各研磨ゾーンにスラリーを供給すべく、前記リング状樋が、前記上定盤上に同心状に複数個配置され、
前記複数のリング状樋の各リング状樋に、異なるスラリー供給源からそれぞれスラリーを供給すべく、前記リング状樋と同数の複数の前記スラリー供給源が設けられ、
前記リング状樋から、前記供給パイプを通じて、前記下定盤の同心状の研磨ゾーンの対応する各研磨ゾーンにスラリーを供給する際、前記複数のスラリー供給源のうちの少なくとも1つのスラリー供給源におけるスラリーの温度を調節して前記各研磨ゾーンにおけるワークの研磨速度の均一化を図る温度調節部が設けられていることを特徴とする両面研磨装置。 A lower surface plate whose upper surface is a polishing surface, and an upper surface plate whose lower surface is a polishing surface, which is supported above and below the lower surface plate so as to freely move up and down, and is disposed between the lower surface plate and the upper surface plate, A carrier having a through-hole for holding a workpiece, a driving device that rotationally drives the upper and lower surface plates around an axis, a carrier driving device that rotationally drives the carrier, a slurry supply source, and an arrangement on the upper surface plate A ring-shaped ridge to which slurry is supplied from the slurry supply source, and a plurality of flow holes provided in the ring-shaped ridge and the upper surface plate, and the slurry is passed through the flow hole to the slurry of the lower surface plate. Both sides of the workpiece sandwiched between the upper and lower surface plates by rotating the upper and lower surface plates and rotating the carrier while supplying the slurry onto the lower surface plate. In double-side polishing machine
A plurality of the ring-shaped scissors are concentrically arranged on the upper surface plate so as to supply slurry from the ring-shaped scissors through the supply pipe to each corresponding polishing zone of the concentric polishing zone of the lower surface plate. Arranged,
Each of the plurality of ring-shaped ridges is provided with the same number of slurry supply sources as the ring-shaped ridges in order to supply slurry from different slurry supply sources,
Slurry in at least one slurry supply source among the plurality of slurry supply sources when supplying the slurry from the ring-shaped trough to each polishing zone corresponding to the concentric polishing zone of the lower surface plate through the supply pipe A double-side polishing apparatus characterized in that a temperature adjusting unit is provided to adjust the temperature of the workpiece to make the polishing rate of the workpiece uniform in each polishing zone .
前記温度調節部によりスラリーの温度を調節すると共に、前記リング状樋から、前記供給パイプを通じて、前記下定盤の同心状の研磨ゾーンの対応する各研磨ゾーンにスラリーを供給して、前記各研磨ゾーンにおけるワークの研磨速度の均一化を図ることを特徴とする両面研磨方法。 A lower surface plate whose upper surface is a polishing surface, and an upper surface plate whose lower surface is a polishing surface, which is supported above and below the lower surface plate so as to freely move up and down, and is disposed between the lower surface plate and the upper surface plate, A carrier having a through-hole for holding a workpiece, a driving device that rotationally drives the upper and lower surface plates around an axis, a carrier driving device that rotationally drives the carrier, a slurry supply source, and an arrangement on the upper surface plate A ring-shaped ridge to which slurry is supplied from the slurry supply source, and a plurality of flow holes provided in the ring-shaped ridge and the upper surface plate, and the slurry is passed through the flow hole to the slurry of the lower surface plate. Both sides of the workpiece sandwiched between the upper and lower surface plates by rotating the upper and lower surface plates and rotating the carrier while supplying the slurry onto the lower surface plate. A double-side polishing machine for polishing A plurality of the ring-shaped scissors are concentrically arranged on the upper surface plate so as to supply slurry from the ring-shaped scissors through the supply pipe to each corresponding polishing zone of the concentric polishing zone of the lower surface plate. A plurality of slurry supply sources equal to the number of the ring-shaped scissors are provided to supply the slurry to each of the ring-shaped scissors of the plurality of ring-shaped scissors. Using a double-side polishing apparatus provided with a temperature adjustment unit for adjusting the temperature of the slurry in at least one slurry supply source of the sources,
The temperature adjusting unit adjusts the temperature of the slurry, and supplies the slurry to each polishing zone corresponding to the concentric polishing zone of the lower surface plate from the ring-shaped trough through the supply pipe, A double-side polishing method characterized in that the polishing rate of the workpiece is uniformized.
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